一种连续式跨声速风洞试验数据干扰修正方法技术

本申请公开了一种连续式跨声速风洞试验数据干扰修正方法，属于风洞试验数据处理领域。解决了现有风洞试验数据处理方法费时费力，结果可信度低的问题。技术要点：利用壁压信息模拟风洞洞壁对飞机模型附近流场的流动干扰；对试验原始模型及各种支撑的组合构型进行CFD仿真计算，获得模型的支撑干扰量；对实测试验模型进行建模，利用CFD仿真计算获得有无弹性变形的气动力，获取弹性变形影响量；对试验模型开展变雷诺数CFD仿真计算，获得雷诺数影响修正量；将洞壁干扰、支撑干扰、弹性变形影响、雷诺数影响修正量叠加，获得缩比飞机模型到真实飞行模型的修正量。本申请对各种干扰量有机结合，形成完整的修正体系，避免了重复修正和修正不足。正和修正不足。正和修正不足。

【技术实现步骤摘要】
一种连续式跨声速风洞试验数据干扰修正方法


[0001]本申请涉及一种风洞试验数据干扰修正方法，尤其涉及一种连续式跨声速风洞试验数据干扰修正方法，属于风洞试验数据处理领域。

技术介绍

[0002]飞行器在飞行时受到的气动力是飞行器设计中重点研究的对象，风洞试验是研究飞行器所收气动力特性的最主要的手段之一。通常把飞行器进行缩比，制成缩比模型，将缩比模型支撑在风洞中，可控的人造气流在风洞中流过缩比模型表面，通过天平测量空气扰流施加在模型上的气动力。
[0003]风洞试验中，由于模型的大小与真实飞行器不一致、风洞中气流与真实飞行器扰流的不一致、模型受到支撑的干扰影响、模型发生的弹性变形与真实模型或飞机设计理想情况不一致等原因，所以风洞试验数据原始数据需要经过多种修正，才能提供给飞机设计数据使用者。
[0004]现有技术中天平及支杆的弹性角修正、模型自重影响修正、两心不重合修正、底阻修正、轴向静压梯度修正、气流偏角修正等修正方法比较成熟，通常在风洞试验数据采集处理程序中直接处理即可，但是洞壁干扰、支撑干扰、弹性变形影响、雷诺数影响等需要通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连续式跨声速风洞试验数据干扰修正方法，其特征在于，包括：S1：从风洞试验获取风洞洞壁壁压信息，在数值计算中利用壁压信息模拟风洞洞壁对飞机模型附近流场的流动干扰；S2：对试验原始模型及各种支撑的组合构型分别进行CFD仿真计算，从而获得模型的支撑干扰量；S3：对实测试验模型进行建模，利用CFD仿真计算获得有无弹性变形的气动力，进而获取弹性变形影响量；S4：对试验模型开展变雷诺数CFD仿真计算，获得雷诺数影响修正量；S5：最后根据需要将洞壁干扰、支撑干扰、弹性变形影响、雷诺数影响的修正量进行叠加获得缩比飞机模型到真实飞行模型的修正量。2.根据权利要求1所述的一种连续式跨声速风洞试验数据干扰修正方法，其特征在于，步骤S1具体的处理方法如下：S11：在试验大纲给定的试验工况条件下，开展空风洞风洞试验，试验过程中使用轴探管进行轴向静压的测量；在风洞试验段上壁板和下壁板上各布置3
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5根壁压管测量透气壁在不同工况下的壁压；获取轴向静压分布及梯度、攻角机构旋转中心压力、驻室压力；S12：根据轴探管位移攻角机构旋转中心的压力及来流总压计算旋转中心处的马赫数，并且获得与驻室名义马赫数之间的关系，轴探管轴向静压分布及梯度计算空风洞浮阻修正量，为旋转中心处的马赫数与驻室名义马赫数的差量；S13：以为风洞控制的试验段马赫数，开展试验模型风洞试验，通过杆式天平测量模型的升力系数CL、阻力系数CD、俯仰力矩系数CM，于此同时测量试验段上下透气壁板的静压；S14：将模型试验透气壁静压与空风洞透气壁静压做差得到透气壁壁压信息，以消除测压孔加工不规则等影响，并利用三次样条光顺方法将壁压插值到整个上下壁面；S15：使用速度势函数将透气壁壁压信息引入其中，利用双参数壁压信息法积分法计算得到透气壁风洞试验段对马赫数、迎角的影响量以及风洞轴线压力分布；S16：根据计算出由于模型及支撑在洞壁的约束下产生的浮阻；S17：将CL和CD按照迎角的影响量重新进行投影计算，静压和速压参考量进行替换，获得洞壁干扰修正量。3.根据权利要求2所述的一种连续式跨声速风洞试验数据干扰修正方法，其特征在于，步骤S12中，空风洞浮阻修正量的计算公式如下：
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（1）公式（1）中，V为试验模型的体积，S为试验模型的参考面积，L为试验模型的参考长度。4.根据权利要求3所述的一种连续式跨声速风洞试验数据干扰修正方法，其特征在于，
步骤S16中，浮阻的计算公式如下：
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（2）公式（2）中，为沿轴向模型横截面积分布函数，为尾支撑空腔的x方向站位，为空腔截面积，为模型机头顶点的轴向坐标，为模型机尾端点的轴向坐标，为风洞轴线压力分布函数。5.根据权利要求4所述的一种连续式跨声速风洞试验数据干扰修正方法，其特征在于，步骤S17中，洞壁干扰修正量的计算过程如下：
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（3）
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（4）
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（5）公式（3）中，为来流焓与内能之比，=1.4，P为静压，为来流速压参考量，为迎角修正量，为模型经过气流偏角修正后的迎角，为迎角；公式（4）中，FA为天平测得模型轴向气动力，FN为模型法向气动力；为经过洞壁干扰修正后的模型阻力系数，为修正后的模型升力系数；公式（5）中，为洞壁干扰模型阻力系数干扰修正量、为洞壁干扰模型升力系数干扰修正量。6.根据权利要求5所述的一种连续式跨声速风洞试验数据干扰修正方法，其特征在于，步骤S2具体包括以下步骤：S21：支撑干扰计算使用的来流工况如下：
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（6）公式（6）中，M为洞壁干扰修正后的马赫数；S22：分别生成带直尾支撑和不带直尾支撑的流场计算网格，要求除支撑所占流场域空
间以外，带支撑模型的流场计算网格与不带支撑的流场计算网格相对一致，以消除网格差异带来的计算误差；S23：使用CFD仿真计算工具分别计算带直尾支撑和不带直尾支撑的流场，得到带直尾支撑的气...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭承鹏，马海，李鸿岩，王祥云，魏闯，张颖，张刃，刘南，杜文天，张雪，韩松梅，崔晓春，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：